package com.guet.DataStructures.queue;

import java.util.Scanner;

/**
 * @author MicahYin
 * @date 2020/10/13 11:36
 * java数据结构————环形队列（数组实现）
 */
public class CircleArrayQueueDemo {
    public static void main(String[] args) {
        CircleArray queue = new CircleArray(4);
        char key = ' ';//接收用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop=true;
        while (loop){
            System.out.println("s(show):显示队列");
            System.out.println("e(exit):退出程序");
            System.out.println("a(add):添加数据到队列");
            System.out.println("g(get):从队列取出数据");
            System.out.println("h(head):查看队列头的数据");
            key = scanner.next().charAt(0);//接收一个字符
            switch (key){
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'e':
                    loop=false;
                    scanner.close();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入一个数:");
                    int n = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(n);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = queue.getQueue();
                        System.out.printf("取出的数据是%d\n",res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int res = queue.headQueue();
                        System.out.printf("取出的数据是%d\n",res);
                    }catch (Exception e){
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出....");
    }
}

/**
 * 用数组实现环形队列
 */
class CircleArray{
    private int maxSize;//表示数组的最大容量
    private int front;//队列头
    private int rear;//队列尾
    private int[] arr;//用于存放数据，模拟队列

    public CircleArray(int arrMaxSize){
        maxSize=arrMaxSize;
        arr=new int[maxSize];
        front=0;//指向队列头部
        rear=0;//指向队列尾,rear指向队列的最后一个元素的后一个位置
        /**
         * rear指向队列的最后一个元素的后一个位置
         * 即 数组中，最后一个元素不会被填充（是rear后的一个，不是固定位置），这样可以更加方便的判断队列长度....
         * 如若不这样做，将数组全部填满，则判断数组长度时，(rear-front+maxSize)%maxSize
         * 会出现问题
         */
    }
    /**
     * 判断队列是否满
     * 因为是环形队列，所以需要通过 % 取模操作来判断队列是否满（详细可以查看讲义图片分析）
     * @return
     */
    public boolean isFull(){
        return (rear+1)%maxSize==front;
    }
    /**
     * 判断队列是否为空
     * @return
     */
    public boolean isEmpty(){
        return rear==front;
    }
    /**
     * 添加数据到队列
     * @param n 添加的数据
     */
    public void addQueue(int n){
        //判断队列是否满
        if (isFull()){
            System.out.println("队列满，不能加入数据....");
            return;
        }
        arr[rear]=n;
        //循环队列，此处进行取模
        rear = (rear+1)%maxSize;
    }
    public int getQueue(){
        //判断队列是否为空
        if (isEmpty()){
            //抛出异常
            throw new RuntimeException("队列空，不能取数据...");
        }
        //front指向的当前值，即为队列头部的值
        int value = arr[front];
        front = (front+1)%maxSize;
        return value;
    }
    /**
     * 显示队列所有数据（包含已经出队列的数据）
     */
    public void showQueue(){
        if (isEmpty()){
            System.out.println("队列为空，没有数据....");
            return;
        }
        for (int i=front;i<front+size();i++){
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n",i%maxSize,arr[i%maxSize]);
        }
    }

    /**
     * 获取循环队列中元素的个数
     * @return
     */
    public int size(){
        return (rear-front+maxSize)%maxSize;
    }
    /**
     * 显示队列的头数据（不是取出里面的数据）
     * @return
     */
    public int headQueue(){
        if (isEmpty()){
            throw new RuntimeException("队列为空，没有数据....");
        }
        return arr[front];
    }
}
